nは2以上の整数とします。
n以下の正の整数のうち、nとの最大公約数が1であるものの個数を<n>と表すことにします。
例えば、n=4のとき、4以下の整数のうち4との最大公約数が1であるものは1と3の2個なので、<4>=2です。
また、n=5のとき、<5>=4です。
次の問いに答えなさい。
(1)<99>を求めなさい。
(2)aは正の整数とします。n=3aのとき、<n>をnの式で表しなさい。
(3)a、bは正の整数とします。n=3a×5bのとき、<n>をnの式で表しなさい。
(4)a、bは正の整数とし、p、qはたがいに異なる素数とします。n=paqbのとき、<n>=24をみたす整数nのうち、100以下のものをすべて求めなさい。
(注)
正の→0より大きい
3a→3をa個かけあわせた数(他も同様)
paqb→paとqbの積
オイラー関数にまつわる有名問題で、(1)~(3)は小学生でも秒殺できます。
ヴェン図をイメージしたり、1周期分調べたりして解く解法でもそれぞれの小問を解くのに1分もかからないでしょう。
実際、中学入試にも同じような問題(武蔵中学校2024年算数第1問(1)、洛南高等学校附属中学校2021年算数第2問(1)など)が出されていますからね。
ただ、(4)が面倒です(難しいのではありません)。
p、qに使える素数が2、3、5、7、13だけであることがすぐにわかるので、パワーで押し込むことも可能でしょうが、面倒そうで、しかも、ミスが起こりそうなので、していません。
解説では、24に素因数2がたくさん含まれることに着眼し、唯一の素数2が含まれるかどうかで場合分けした上で、偶奇性を利用して解いています。
詳しくは、下記ページで。
余裕のある人は次の問題も解いてみるとよいでしょう。